Jazýčkový spínač: technické vlastnosti, provozní princip, použití

• Vzhled a designové prvky
• Odrůdy
• Princip činnosti
• Základní parametry
• Jaký je management?
• Výhody a nevýhody
• Příklady praktického použití v každodenním životě

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Veškeré mechanické kontakty podléhají opotřebení. Ke snížení vlivu tohoto destruktivního faktoru bylo v první polovině minulého století vyvinuto magneticky řízené spínací zařízení, jehož kontaktní skupina byla umístěna do vakuové baňky. V SSSR byly tyto prvky označovány jako „jazýčkový spínač“ ve zkratce „uzavřeného kontaktu“, název „přepínač rákosu“ je přijat v anglické technické dokumentaci.

Podívejme se na princip fungování těchto zařízení, design, hlavní charakteristiky, výhody a nevýhody. Na konci článku bude několik užitečných schémat, ve kterých se používají jazýčkové spínače.

Vzhled a designové prvky

Tato zařízení jsou kontaktní skupinou vyrobenou na bázi ferrimagnetického materiálu, který je umístěn ve skleněné baňce. Vzduch je z něj čerpán (podmínky jsou vytvářeny co nejblíže vakuu), na přání je možné plnění inertním plynem. Vzhled zařízení a jeho označení na schematických diagramech jsou uvedeny níže.

S designem lze nalézt na obrázku 2.

Označení:

• Závěry zařízení.
• B - skleněná baňka.
• C - kontaktní skupina.
• D - inertní plyn nebo vakuum.

Odrůdy

V závislosti na zařízení skupiny kontaktů lze následující typy spínacích zařízení rozdělit do následujících typů:

1. Prvky s normálně otevřenými kontakty (vzhled takového zařízení je znázorněn na obr. 1).
2. Prvky s normálně zavřeným kontaktem.
3. Se spínacím kontaktem.

Kromě výše uvedených funkčních prvků jsou technologická dělicí zařízení rozdělena do dvou skupin: suché a rtuťové. Charakteristickým rysem posledně uvedeného je, že uvnitř baňky je kapka rtuti. Slouží k „smáčení“ skupiny kontaktů, umožňuje výrazně snížit odpor kontaktů a vibrací (odskoků) kontaktů během spínání, což má pozitivní vliv na kvalitu kontaktu.

Princip činnosti

Provoz zařízení (uzavírání, otevírání nebo spínání kontaktů) je nutný pro působení na prvek magnetickým polem, jehož síla bude dostatečná pro spínání. Zdrojem takového pole může být normální nebo elektromagnet.

Pod vlivem silových sil dochází k magnetizaci kontaktů a pro překonání prahu pružnosti dosedají na okruh.

Jakmile tedy magnetické pole kontaktní skupiny přestane fungovat, vrátí se do původního stavu. To je kromě jejich přímého účelu funkčně funkční i kontakt magnetického jádra a pružného prvku.

Zařízení s normálně sepnutými kontakty působí trochu jinak. Jejich ferrimagnetické elastické prvky, které se dostávají pod vliv magnetického pole, nabírají stejný náboj, který je způsobuje odpuzování, rozbíjení kontaktu.

Někdy je u takovýchto spínačů vyroben pouze jeden elastický prvek z ferrimagnetické slitiny, protože se k němu magnet přiblíží a obvod se odpojí.

Podobný princip se týká jazýčkových spínačů se spínací skupinou kontaktů, ve které jsou dvě z magnetického materiálu. Pod vlivem magnetu se navzájem přitahují a nemagnetický kontakt zůstává ve své původní poloze. Výsledkem je, že se okruh znovu zapne.

Základní parametry

Vlastnosti uzavřených spínačů jsou určeny mechanickými a elektrickými parametry. První jsou:

• N _max - číslo udávající maximální povolený počet operací bez změny hlavních charakteristik.
• V _cp - hodnota představující intenzitu pole potřebnou pro reakci zařízení. V technické terminologii se tato charakteristika nazývá magnetomotorická síla.
• V _OTP - hodnota odpovídající síle otvoru.
• t _cp - čas potřebný ke spuštění skupiny kontaktů.
• t _opt je časový interval potřebný pro vydání.
• Poslední dva parametry jsou nejvýznamnější z mechanických vlastností, protože popisují rychlost spínání.
• Nyní uvádíme hlavní elektrické charakteristiky:
• R _K - odpor mezi kontakty v uzavřeném stavu.
• R _OD - odpor otevřených kontaktů.
• U _CR - průrazné napětí, tato charakteristika závisí na předchozím parametru a vzdálenosti mezi skupinou kontaktů. Navíc dielektrická pevnost ovlivňuje dielektrickou pevnost.
• P _max - spínací výkon.
• C _K - kapacitní odpor tvořený otevřenými kontakty.

Jaký je management?

Uzavřený spínač můžete spravovat dvěma způsoby:

• použití permanentního magnetu;
• působící na cívku připojenou ke zdroji konstantního proudu.

V prvním provedení může být řízení prováděno lineárním nebo úhlovým pohybem permanentního magnetu. Také existuje způsob, jak se pole překrývá se speciálním závěsem.

Jako příklad použití metody řízení pomocí magnetu lze citovat snímače hladiny, stejně jako polohy, alarmy vloupání atd.

Druhá možnost umožňuje vytvořit relé založené na jazýčkovém spínači. Na rozdíl od tradičního designu bude takové zařízení spolehlivější a trvanlivé, protože prakticky neobsahuje pohyblivé mechanické prvky. Pokud jde o malý počet kontaktních skupin, tato nevýhoda je snadno eliminována zvýšením počtu zapojených jazýčkových spínačů.

Příklad použití tohoto způsobu řízení může sloužit jako proudové relé založené na jazýčkovém spínači. Jedná se o cívku navinutou silným drátem, uvnitř které je umístěn uzavřený spínač. Toto zařízení může sloužit jako ochranný systém proti přetížení stejnosměrných obvodů. Citlivost přístroje se snadno nastavuje lineárním pohybem spínače uvnitř cívky.

Výhody a nevýhody

Jakýkoli design kromě výhod není bez nevýhod. Znáte-li silné a slabé stránky zařízení, můžete najít optimální rozsah jeho použití. Podívejme se, jaké jsou výhody uzavřených spínačů, mezi které patří tyto vlastnosti:

• Vysoká spolehlivost spínání. Je téměř o dva řády vyšší než u otevřených kontaktních skupin. Toho je dosaženo díky vysokému odporu mezi otevřenými kontakty ( _RIZ ), lze jej vypočítat v desítkách MOhm. Důležitou roli hraje také index elektrické pevnosti (U _CR ), jehož průrazné napětí u některých modelů přesahuje 10 kV.
• Rychlost je také nepopiratelnou výhodou. Frekvence spínání mnoha modelů se blíží 1 kHz. Pokud jde o parametry popisující rychlost spínání, jsou v následujících rozsazích: t _cp - od 0, 4 do 1, 8 ms, t out od - od 0, 25 do 0, 9 ms, což daleko přesahuje podobné charakteristiky otevřených kontaktních skupin.
• Trvanlivost, počet pozitiv se odhaduje na miliardy, ne jediný otevřený kontakt se může tomuto milníku přiblížit.
• Tento typ spínače je nenáročný na to, aby byl koordinován se zatížením.
• Řízení lze provádět bez použití elektřiny.

Charakteristické nevýhody:

• Nízký spínací výkon.
• Malý počet kontaktů.
• Odraz při spuštění (navrhuje "mokrý" typ zbavený této nevýhody).
• Velká velikost pro moderní rádiové základny.
• Nedostatečná pevnost skleněné žárovky.
• Citlivé na vnější magnetická pole.

Navzdory zjevné převaze pozitivních vlastností jsou tato zařízení postupně nahrazována polovodičovými analogy, například Hallovými čidly. Zásadní roli sehrál nedostatek odrazu, malá velikost a vyšší síla.

Příklady praktického použití v každodenním životě

Jak bylo slibováno na začátku článku, zde je několik užitečných schémat, které používají jazýčkové přepínače. Začněme s univerzálním ovládáním osvětlení na chodbě. Princip činnosti je následující: když otevřete přední dvířka, světlo se automaticky zapne a po několika minutách se vypne. S dostatečným osvětlením se světlo na chodbě nezapne.

Legenda:

• Rezistory: R1 - 68 kΩ, R2 - 33 kΩ, R3 - 470 kΩ, R4 - 10 kΩ, R5 - 27 kΩ.
• Kondenzátory: C1 - 0, 1 μF, C2 - 100 μF x 25V, C3 - 470 μF x 25V.
• Zenerovy diody a diody: VD1 - КС212Ж, VD2 a VD3 - КД522 (1N4148), VD4 - КД209 (1N4004).
• Tranzistory: VT1 a VT2 - ÌRF840.
• SG1 - jakýkoliv běžný jazýčkový senzor, například 59145-030.
• FR1 je fotorezistor, vhodný pro jakýkoliv typ s odporem ve světle nejméně 8 kΩ, ve tmě - 120-180 kΩ.
• D1 spoušť - K561TM2 (CD4013).

Nastavení obvodu je sníženo na výběr odporu R1, pro výběr optimálního časového zpoždění.

Nyní se budeme zabývat schématem jednoduchého domácího poplašného systému, kde se také používá typický jazýčkový senzor pro dveře.

Legenda:

• Rezistory: R1, R2 a R3 - 100 kΩ, R4 - 33 kΩ, R5 - 100 kΩ, R6 - 1 kΩ.
• Kondenzátory: C1 - 100 µF x 16 V, C2 - 50 µF x 16 V, C3 0, 068 µF.
• Diody a LED: VD1 a VD2 - KD522 (1T4148), HL1 - AL307B.
• Tranzistory: VT1 - KT829, VT2 - K361.
• IC: K561LA7.
• S1 - jazýčkový senzor 59145-030.

Jako siréna se používá siréna AC-10.

Obvod je napájen 12 V baterií s kapacitou 4 Ah.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!